[發(fā)明專利]腫瘤CT圖像處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710462938.9
• 申請(qǐng)日: 2017-06-19
• 公開（公告）號(hào): CN107292312B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周志勇;朱建兵;耿辰;胡冀蘇;佟寶同;劉燕;戴亞康
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): G06K9/40
• 分類號(hào): G06K9/40;G06K9/46;G06K9/62
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)大卓悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11369
• 代理人: 韓飛

1.一種腫瘤CT圖像處理方法，其特征在于，其包括以下步驟：

粗分割：對(duì)CT圖像依次進(jìn)行器官分割和血管分割，獲得去除血管的器官CT圖像；

構(gòu)造測(cè)試樣本數(shù)據(jù)集合：基于所述器官CT圖像，依次構(gòu)造動(dòng)脈期、靜脈期和延遲期的腫瘤區(qū)域子圖集形成測(cè)試正樣本數(shù)據(jù)集合、器官正常區(qū)域子圖集構(gòu)成測(cè)試負(fù)樣本數(shù)據(jù)集合；

訓(xùn)練腫瘤CT圖像分類器：對(duì)所述測(cè)試樣本數(shù)據(jù)集合進(jìn)行特征數(shù)據(jù)提取，訓(xùn)練出腫瘤CT圖像分類器；

待測(cè)CT圖像的特征數(shù)據(jù)提取和腫瘤的識(shí)別與分期：依次對(duì)動(dòng)脈期、靜脈期和延遲期的待測(cè)CT圖像進(jìn)行特征數(shù)據(jù)提取形成待測(cè)特征數(shù)據(jù)集合，將所述待測(cè)特征數(shù)據(jù)集合輸入所述腫瘤CT圖像分類器進(jìn)行腫瘤CT圖像識(shí)別與分期；

對(duì)CT圖像進(jìn)行器官分割的步驟，依次包括骨性結(jié)構(gòu)分割、器官區(qū)域初始化、器官粗分割以及器官精分割；其中，所述器官精分割包括以下步驟：

構(gòu)造能量函數(shù)：

其中，c1和c2為曲線內(nèi)外區(qū)域的灰度平均值，u(x,y)表示斷層圖像(x,y)上的灰度值；以及分別代表描述圖像區(qū)域信息的CV模型；代表描述圖像邊界信息的GAC模型；非負(fù)系數(shù)α用于平衡CV模型和GAC模型；g(C(s))為邊界指示函數(shù)，通常被定義為其中為體素u的梯度，β為預(yù)設(shè)的參數(shù)；C表示當(dāng)前演化的曲線，L(C)表示當(dāng)前演化的曲線長(zhǎng)度；

對(duì)于每一個(gè)含有器官的斷層圖像，以粗分割的結(jié)果作為精分割的初始邊界，在預(yù)設(shè)的窄帶d范圍內(nèi)對(duì)使用圖割方法對(duì)曲線C進(jìn)行演化，得到當(dāng)前斷層圖像的分割結(jié)果；

下一個(gè)斷層圖像的粗分割結(jié)果作為初始分割邊界，以上一斷層的最終分割結(jié)果作為形狀約束條件，重復(fù)圖割方法對(duì)曲線C的演化，得到該斷層圖像的最終分割結(jié)果。

2.如權(quán)利要求1所述的腫瘤CT圖像處理方法，其特征在于，所述血管分割，包括以下步驟：

非線性濾波和血管增強(qiáng)：分別對(duì)動(dòng)脈期和靜脈期的CT圖像進(jìn)行血管增強(qiáng)和濾波；

血管粗分割：在動(dòng)脈期增強(qiáng)后的血管區(qū)域和靜脈期增強(qiáng)后的血管區(qū)域分別選擇一個(gè)或若干個(gè)種子點(diǎn)；分別對(duì)動(dòng)脈期濾波后的圖像和靜脈期濾波后的圖像使用區(qū)域增長(zhǎng)法，獲得動(dòng)脈期和靜脈期的CT圖像中血管粗分割結(jié)果；

血管精確分割：構(gòu)造區(qū)域、邊緣和先驗(yàn)形狀結(jié)合的水平集能量函數(shù)；分別以動(dòng)脈期和靜脈期的CT圖像中血管粗分割結(jié)果為分割初始界面，精確分割動(dòng)脈期和靜脈期的CT圖像中血管。

3.如權(quán)利要求1所述的腫瘤CT圖像處理方法，其特征在于，構(gòu)造測(cè)試樣本數(shù)據(jù)集合，包括以下步驟：

依次對(duì)動(dòng)脈期、靜脈期以及延遲期的器官CT圖像，手動(dòng)分割腫瘤，構(gòu)造腫瘤所在區(qū)域的外接長(zhǎng)方體為第一長(zhǎng)方體，對(duì)所述第一長(zhǎng)方體進(jìn)行長(zhǎng)、寬、高方向的等比例拓展，獲得延拓后的第二長(zhǎng)方體；定義第二長(zhǎng)方體減去第一長(zhǎng)方體的區(qū)域?yàn)榈诙L(zhǎng)方體中正常組織區(qū)域；

以腫瘤區(qū)域中的每個(gè)體素為中心構(gòu)造第一子圖，對(duì)每一個(gè)第一子圖進(jìn)行插值，形成第一插值子圖集；

以第二長(zhǎng)方體減去第一長(zhǎng)方體的區(qū)域中的若干點(diǎn)為中心構(gòu)造第二子圖，對(duì)每個(gè)第二子圖進(jìn)行插值，形成第二插值子圖集；

以器官的其他正常組織中的若干點(diǎn)為中心構(gòu)造第三子圖，對(duì)每個(gè)第三子圖進(jìn)行插值，形成第三插值子圖集；

定義第一插值子圖集為動(dòng)脈期、靜脈期以及延遲期的測(cè)試正樣本數(shù)據(jù)集合，分別對(duì)第二插值子圖集和第三插值子圖集進(jìn)行隨機(jī)下采樣，得到動(dòng)脈期、靜脈期以及延遲期的測(cè)試負(fù)樣本數(shù)據(jù)集合。

4.如權(quán)利要求3所述的腫瘤CT圖像處理方法，其特征在于，

同一幅圖像中，腫瘤區(qū)域中的體素與第二長(zhǎng)方體減去第一長(zhǎng)方體的區(qū)域中的若干點(diǎn)數(shù)量相同；

所述第二長(zhǎng)方體與所述第一長(zhǎng)方體對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)、寬、高比值大小為1-2。

5.如權(quán)利要求1所述的腫瘤CT圖像處理方法，其特征在于，對(duì)所述測(cè)試樣本數(shù)據(jù)集合進(jìn)行特征數(shù)據(jù)提取，包括以下步驟：

按照動(dòng)脈期、靜脈期以及延遲期，分別對(duì)所述測(cè)試正樣本數(shù)據(jù)集合以及所述測(cè)試負(fù)樣本數(shù)據(jù)集合依次提取灰度特征、紋理特征、幾何特征以及其他特征，形成動(dòng)脈期特征集合、靜脈期特征集合以及延遲期特征集合；

構(gòu)造多時(shí)相差異特征集合：動(dòng)脈期特征集合、靜脈期特征集合以及延遲期特征集合中的元素分別減去其他對(duì)應(yīng)時(shí)期特征集合中的對(duì)應(yīng)元素的差值，形成三個(gè)差異特征集合。